20萬顆衛星加持，無支撐金屬3D打印能否迎來應用熱潮？

2025年12月29日，我國向國際電聯一次性提交了20.3萬顆低軌衛星頻軌資源申請，引起廣泛關注。這是否意味著未來我國將制造如此數量的衛星呢？這跟3D打印有沒有關系？

2025年一項價值達4.5億元的“梁溪星座”3D打印衛星制造項目或能說明答案，這是一個很可能爆發或者正在爆發的應用場景。如此體量，將會帶動3D打印材料、設備、服務以及設計等多個環節的市場增長。

關于該應用場景，巧合的是在2026年1月，韓國航天企業Innospace公司宣布成功實現了Ti6Al4V鈦合金壓力容器的低懸垂無支撐3D打印。這幾則消息讓筆者產生了聯想——衛星貯罐/貯箱一體化無/少支撐3D打印，或許能成為衛星大規模制造中的一個典型應用。

由Innospace 3D打印的燃料貯罐

3D打印衛星燃料貯罐

國內外應用案例

其實早在2018年左右，就有用戶單位向筆者提出能否幫他們直接打印出封閉的燃料貯罐。但當時的技術確實沒有辦法實現，國內多數設備商在當時也實現不了。但國外卻在無支撐金屬打印方面喊得很兇，這也是后面幾年該技術備受關注和快速發展的重要原因。

2023年1月，全球首批無支撐金屬3D打印的封閉式燃料貯箱被送往太空。Velo3D公司為Launcher的Orbiter衛星運輸工具制造了8個鈦合金貯箱。這也意味著相關的技術儲備，在2022年就已經完成。

3D打印衛星燃料貯箱在軌應用是在2024年3月。該貯箱由航天科技六院801所和航天科技八院800所共同研制，鉑力特為該貯箱的生產提供了設備支持。

該貯箱采用鋁合金一體化成型3D打印。據央視新聞報道，研發團隊先后攻克了多項關鍵核心技術，不僅使所有組件均在貯箱上實現高度集成一體化安裝，貯箱內部也通過3D打印流道實現了各組件間的連通，無需導管連接，研發周期大幅縮短，成本有效降低。

國內無支撐金屬3D打印

燃料貯箱樣例

需要指出的是，類似燃料貯箱這種帶有管路的封閉結構，并不意味著一定要實現低懸垂角度的3D打印，也可以借助內部結構的優化設計來規避支撐。

但探索工藝極限，將不斷推動3D打印技術向廣闊的應用場景拓展。針對國內類似燃料貯箱的無支撐打印樣例，筆者發現了三例。

??華曙高科無支撐3D打印燃料貯箱

華曙高科少支撐金屬3D打印技術已實現大量應用的批量生產，典型應用包括燃料罐、閉式葉輪等，最大尺寸工件超過450mm。材料涵蓋鈦合金、高溫合金、鋁合金、不銹鋼等。

在2024年的TCT亞洲展上，華曙高科就展示了無支撐3D打印的燃料貯罐。該公司表示，其采用自適應智能掃描策略，精準控制能量輸入和零件局部熱量，在保證零件致密性的前提下，成形能力相對于傳統掃描技術明顯提升。

借助該技術，華曙高科攻克了倒圓錐結構、水平圓孔等特殊結構成形難度大的技術難題，成功實現倒圓錐結構20°-25°傾斜角的無限高度成形，無支撐一體成形的水平圓孔最大可達Φ50mm。

??融速科技電弧無支撐3D打印燃料貯箱

融速科技是國內領先的金屬送絲增材制造解決方案提供商，借助多軸運動可以實現無支撐金屬3D打印。該公司在展會上曾展示了由電弧3D打印的316L不銹鋼貯箱縮比件，以及電弧3D打印的17-4不銹鋼大型航天液氧貯箱。這兩項應用的展出，也標志著燃料貯箱的制造并不僅僅局限于激光粉末床熔融工藝。

融速科技電弧3D打印的貯箱縮比件

融速科技電弧3D打印的航天液氧貯箱

??易加三維展示無支撐3D打印球體

易加三維于2023年TCT亞洲展上首次公開展示了其自主研發的無支撐金屬3D打印工藝，可打印AlSi10Mg、鈦合金等常見材料。其展出的無支撐打印的鋁合金地球儀球體尤為典型，該零件的尺寸為φ400×450mm，其結構特征預示著可以實現貯箱結構的無支撐打印。

規模化設備部署

支持批量3D打印交付

傳統上的衛星燃料貯箱為滿足長期在太空極端環境下使用，對材料和制造工藝都提出了嚴格要求。鋁合金、鈦合金和復合材料是主要的制造材料，在滿足高強度的同時盡力保障輕量化。在制造工藝方面，筆者查詢到，燃料貯箱常使用“分塊成形+焊接”的方式，工序復雜，存在焊縫，影響可靠度合計精度。如果要以萬為單位進行批量生產，可以想象工作量得有多大。

EOS 3D打印的無支撐燃料貯箱

EOS 3D打印的無支撐燃料貯箱上頂面

EOS 3D打印的無支撐燃料貯箱內部頂面

相比3D打印技術來說，后者可謂極大解放了生產力，直接導入模型文件就可以獲得一個接近最終使用的“成品”，大大縮短了制造周期。同時，無論是基于結構設計避免內部添加支撐，還是基于無支撐工藝，使用幾十、幾百臺3D打印機，可以在有限的時間內迅速交付大量產品，擴產極為靈活，由此可見3D打印技術的制造優勢有多大。

航天產品在定型之后通常會穩定使用。但到目前為止，我國用戶單位并沒有明確表示過，基于無支撐3D打印工藝實現過衛星燃料貯箱的實際應用。而Velo在今年1月宣布在該領域再次取得應用進展，它與美國商業航天公司Momentus，成功研發出一款3D打印燃料箱，并將在后續開展飛行測試。我們也期待，在該領域我國取得更多進展！關于此，你有什么看法呢，歡迎留言討論。

注：本文由3D打印技術參考創作，未經聯系授權，謝絕轉載。

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